【発明の詳細な説明】
ツインローラ型薄板製造装置における薄板厚さの制御装置及び制御方法
発明の技術分野
本発明は鎔湯から直接に薄板を鋳造するツインローラ型薄板製造装置に関し、
より詳細には薄板鋳造中のローラ間に一定のギャップを維持するように、ローラ
偏心及びローラのセンター動きによる厚さ偏差を予測し補償するツインローラ型
薄板製造装置における薄板厚さを制御する制御装置及びその制御方法に関する。
発明の背景
ツインローラ型薄板製造装置は、鎔湯３から鋳造ローラ１、２の回転によって
薄板５を直接に鋳造する装置であり、鋳造された薄板５の厚さはローラ１、２間
のギャップ、すなわちローラ１、２間の最小距離としてのローラニプ（nip）に
よって制御される。
したがって、ツインローラ型薄板製造装置で製造される薄板５の厚さが一定と
なるように維持するためには、上記ローラニプ（nip）４６の間隔が製造しよう
とする薄板５の厚さに一致するように維持する必要がある。
薄板の厚さを所望の値に制御するためには、薄板の厚さを正確に測定する必要
があるが、従来における測定方法は、接触式センサーを使用するために次のよう
な問題があった。
先ず、鋳造時において、薄板の温度が高温となっているために、接触式センサ
ーを用いて薄板の厚さを直接に測定するのは不可能であり、したがって、図４に
示すように、ローラ４１と４２のチョック（chock）４４間に接触式センサー４
５を装看し、この接触式センサー４５によりローラ４１と４２間のギャップを測
定して薄板厚さを制御している。
一般的に、ローラ４１、４２間のギャップ、すなわち薄板厚さは、固定ローラ
４１と水平移動可能であるローラ４２間の最小距離であるローラニプ（nip）４
６の距離を意味する。したがって、従来における薄板厚さ測定方法では、実際の
ローラギャップでないチョック（chock）間のギャップを測定することになり、
このような従来の測定方法は、薄板の厚さを間接的に測定するということを意味
する。
このように、チョック（chock）間のギャップを測定する従来の薄板製造方法
では、加工時に発生するローラ偏心によるローラギャップの変化及びローラ回転
時におけるローラセンターの動きによるローラの上下及び左右移動などを明確に
把握することができず、その結果、薄板厚さ制御の正確度が低下する問題点があ
る。
また、このような問題を解決するために使用される従来のローラ偏心補償(REC
:Roll Eccentricity Compensation)システムでは、ローラ回転時に、ローラ偏心
によって発生するローラの反発力を利用して薄板厚さ誤差を補償しているが、ロ
ーラ偏心と関係のない鋳造速度の変化、ローラギャップの変化、鎔湯の高さの変
化及びローラ間に混入するスカル(skull)等により発生するローラの反発力によ
って誤差を補償するには難しい問題点があった。また、前記従来のローラ偏心補
償システムにはローラセンターの動きによる薄板厚さの変化を補償できる方法が
なかった。
発明の要約
本発明は上記従来の問題点を解決するために創案されたものであり、ローラの
偏心及びローラセンターの動きによって発生する薄板厚さの偏差を予測しこれを
補償することにより、製造される薄板の厚さを一定に維持し、これにより品質向
上を図ることができるツインローラ型薄板製造装置の薄板厚さ制御装置及びその
方法を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は、固定ローラ及び水平移動可能である
ローラと、ジャーナルに取り付けられて、前記固定ローラと水平移動可能なロー
ラのジャーナル間の変化量を測定する第1センサーと、上記固定ローラ及び移動
可能なローラのバレル近方に取付けられて上記固定ローラ及び移動可能なローラ
のバレルの動きを感知する第２センサー及び第３センサーと、上記第２センサー
及び第３センサーによって感知された固定ローラ及び移動可能なローラのバレル
の動きで第１センサーによって感知されたジャーナル間の変化量を減算する第１
減算機及び第２減算機と、上記第１減算機及び第２減算機から入力される信号を
処理し、ローラニプの変化量を算出し、算出された信号から高周波成分を除去す
る制御部と、上記制御部から入力される信号によってローラギャップを制御する
ローラギャップ制御部から構成される。
上記制御部は、第１減算機及び第２減算機の出力信号を各々貯蔵した後で、１
８０度位相反転して出力する第１バッファー及び第２バッファーと、上記第１バ
ッファー及び第２バッファーで各々出力された信号で第１センサーによって感知
されたジャーナル間の変化量を加算する第1加算機及び第２加算機と、上記第１
加算機及び第２加算機から各々出力される信号を減算して、ローラニプの変化量
を算出する第４減算機と、上記第４減算機で出力される信号が入力されて誤差補
償信号を発生するギャップトリム(trim)予測機と、上記ギャップトリム(trim)予
測機から出力される誤差補償信号をフーリエ（Fourier）変換して高周波成分を
除去して出力する高速フーリエ（Fourier）変換部からなる。
ローラギャップ制御部は、前記高速フーリエ（Fourier）変換部から出力され
る誤差補償信号とローラギャップの目標値を加算し、ローラギャップの測定値を
減算する第５減算機と、チョック（chock）に装着されてチョック（chock）の間
にローラギャップを測定するローラギャップ測定センサーと、上記第５減算機の
比較によって誤差補償分を加算したローラギャップの目標値が測定値より大きけ
れば、ローラギャップが大きくなる方向に、小さければ、ローラギャップが小さ
くなる方向に制御信号を出力するPID制御機と、上記PID制御機からの制御信号に
よって動作し、移動可能であるローラを移動させるサーボバルブから構成されて
いる。
また、本発明のツインローラ型薄板製造装置の薄板厚さ制御方法は、固定ロー
ラと水平移動可能な可動ローラのジャーナルの動きGj(θ)とローラバレルの動き
Gg(θ+π)を測定する段階、測定したローラのジャーナルの動きGj(θ)とローラ
バレルの動きGg(θ+π)から固定ローラのローラニプの動きMfcr(θ)及び移動可
能なローラのローラニプの動きMmcr(θ)を予測する段階、前記固定ローラのロー
ラニプの動きMfcr(θ)及び移動可能なローラのローラニプの動きMmcr(θ)の差を
算出してローラニプのギャップの変化量Mdiff(θ)を求める段階、前記ローラギ
ャップの変化量Mdiff(θ)を最小化させる方向で薄板厚さを制御する段階とか
ら構成される。
図面の簡単な説明
図１は一般的ツインローラ型薄板製造装置の概略図である。
図２は本発明によるツインローラ型薄板製造装置に薄板厚さを制御するように
装着されたセンサーを図示した概略図である。
図３は本発明によるツインローラ型薄板製造装置での薄板厚さ制御方法による
厚さ制御ループを図示したブロック構成図である。
図４は従来の薄板厚さ制御装置でローラギャップ測定センサーの装着構造を図
示した概略図である。
発明の実施の詳細な説明
以下、添附した図面を参照して本発明の構成及び作用を詳細に説明する。
図２は本発明による薄板の厚さを制御するために、ツインローラ型薄板製造装
置に装着されるセンサーの装着構造を図示したものであり、符号１１はツインロ
ーラ型薄板製造装置における固定ローラ、１２は水平移動可能なローラである可
動ローラ、１３は前記固定ローラ１１及び可動ローラ１２をめぐるチョック(cho
ck)、１４は前記固定ローラ１１と可動ローラ１２各々の中心に取付けられるジ
ャーナル、１５は前記固定ローラ１１と可動ローラ１２のジャーナル１４間の距
離、すなわちジャーナル１４の移動の程度を感知する接触式距離センサー、１６
はチョック(chock)１３に装着されてローラギャップを検出する接触式距離セン
サー、１７は固定ローラ１１と可動ローラ１２のローラニプ、１８は前記固定ロ
ーラ１１に近接設置されたローラバレルの動きを検出する非接触距離センサー、
１９は上記可動ローラ１２に近接設置されてローラバレルの動きを検出する非接
触式距離センサーである。
図３は本発明による薄板厚さ制御方法が適用される装置を示すブロック構成図
であり、固定ローラ３１と、移動可能なローラである可動ローラ３２と、上記固
定ローラ３１と可動ローラ３２間のジャーナルギャップ変化量Ｓ３を感知する距
離センサー３３と、上記固定ローラ３１のローラバレルの動きＳ１を感知する距
離センサー３４と、上記可動ローラ３２のローラバレルの動きＳ２を感知する距
離センサー３５と、上記距離センサー３４によって感知した固定ローラ３１のロ
ーラバレルの動きＳ１で、距離センサー３３によって感知したジャーナルギャッ
プの変化量Ｓ３を減算する減算機４４ａと、上記減算機４４ａの出力信号Ｓ４を
貯蔵した後で１８０度位相反転して出力する第１バッファー３６ａと、上記距離
センサー３５によって感知される可動ローラ３２のローラバレルの動きＳ２で、
距離センサー３３によって感知したジャーナルギャップの変化量Ｓ３を減算する
減算機４４ｂと、上記減算機４４ｂの出力信号Ｓ５を貯蔵した後で１８０度位相
反転して出力する第２バッファー３６ｂと、上記第１及び２バッファー３６ａ、
３６ｂから出力される信号Ｓ６、Ｓ７で、前記距離センサー３３によるジャーナ
ルギャップ変化量Ｓ３を各々加算する加算機４５ａ、４５ｂと、上記加算機４５
ａ、４５ｂから各々出力される出力信号Ｓ８、Ｓ９を減算する減算機４６と、上
記減算機４６の出力値（信号）Ｓ１０から誤差補償信号を作るギャップトリム(t
rim)予測機３７と、上記ギャップトリム(trim)予測機３７から出力される誤差補
償信号をフーリエ(Fourier)変換した後で、低周波領域の高周波成分を除去して
出力する高速フーリエ（Fourier）変換部３８と、前記高速フーリエ（Fourier）
変換部３８から出力される高周波成分が除去された誤差補償信号Ｓ１１とローラ
ギャップの目標値Ｓ１２を加算した後で、ローラギャップ測定値Ｓ１３を減算す
る減算機４７と、チョック(chock)間に装着されてチョック(chock)間のローラギ
ャップを測定するローラギャップ測定センサー３９と、前記減算機４７の比較に
よって誤差補償分Ｓ１１が加算できたローラギャップの目標値Ｓ１２が測定値Ｓ
１３より大きければローラギャップが大きくなる方向で、小さければ、ローラキ
ャップが小さくなる方向で、制御信号を出力するPID制御機４０と、上記PID制御
機４０からの制御信号によって動作して可動ローラ３２を左、右に移動するサー
ボバルブ４１を備える。
まず、本発明による薄板の厚さ制御のためのローラギャップトリム(trim)予測
の基本原理を説明する。
ツインローラ型薄板製造装置で、基本的な目標はローラニプの動きを把握する
ことであるが、このローラニプの動きは測定が不可能であることから、測定可能
なデータで前記ローラニプの動きを予測することになる。すなわち、固定ローラ
と可動ローラが回転する状態において、ローラバレルの動きをGg(θ+π)、ジャ
ーナルの動きをGj(θ)、ローラバレルに現れる偏心による動きをE(θ+π)、ロー
ラニプの偏心による動きをE(θ)とすると、ローラが回転する時のジャーナルギ
ャップの動きGj(θ)とローラバラルの動きGg(θ+π)が測定可能なデータとなる
。
ローラが回転する場合、ローラの動きを一般的に表現すると、ローラの偏心と
ローラの重心の動きによって誘発される動きが複合的に現れると仮定する。ロー
ラバレルの部位にローラの総体的の動きは一般的に、
Gg(θ+π)+Gj(θ)として表現できる。
上記複合的な作動の中で、ローラバレルの動きGg(θ+π)は、距離センサー３
３により測定されてジャーナルの動きGj(θ)は距離センサー３４及び３５により
測定可能である。
ローラバラルの動きG(θ+π)は、ローラニプの動きとは１８０度の位相差を有
し、ジャーナルの動きGj(θ)は、ローラニプの動きと同位相である。また、偏心
によるローラバレルの動きE(θ+π)は、ローラニプの現れる偏心量とは１８０度
の位相差を持って測定が不可能な値である。
したがって、偏心によるローラバレルの動きE(θ+π)と１８０度の位相差を持
つ偏心によるローラニプの動きE(θ)もやはり測定不可能な値となる。
ところが、正確な薄板の厚さを制御するために要求されることは、ローラニプ
に現れる総体的な動きである。このようなローラニプの総体的な動きM(θ)は、
ローラニプの偏心による動きとジャーナルギャップの変化量を合せた値E(θ)+Gj
(θ)で表現され、上記ローラニプの動きM(θ)を算出するための測定可能である
値Gg(θ+π)及びGj(θ)を利用する。
ジャーナルの動きGj(θ)を測定する当時のローラバレルの動きGg(θ+π)は、
ジャーナルの動きGj(θ)と偏心によるローラバレルの動きE(θ+π)に起因する。
したがって、これを数式で表現すると、Gg(θ+π)=E(θ+π)+Gj(θ)となる。
前記数式から、偏心によるローラバレルの動きは、E(θ+π)がE(θ+π)=Gg(
θ+π)-Gj(θ)となる。
すなわち、測定可能な値のローラバレルの動きGg(θ+π)とジャーナルの動きG
j(θ)の差異からローラバレルに現れる偏心による動きE(θ+π)を算出する。こ
の時、前記偏心によるローラバレルの動きE(θ+π)を１８０度位相反転させれば
偏心によるローラバレルの動きE(θ)を求めることができる。これにより、ロー
ラニプの総体的な動き値M(θ)=E(θ)+Gj(θ)を求めうる。
上記M(θ)=E(θ)+Gj(θ)を求める時のGj(θ)は、Gg(θ+π)=E(θ+π)+Gj(θ)
を測定する当時のGj(θ)とは他の値である。その理由は、M(θ)=E(θ)+Gj(θ)を
計算する時間と、Gg(θ+π)=E(θ+π)+Gjを測定する時間は違うことによる。し
たがって、上記M(θ)=E(θ)+Gj(θ)を計算する過程では、計算時のGj(θ)を新し
く測定する。
上記と同じ方法により、求めた固定ローラのローラニプの動きをMfcr(θ)とし
て、可動ローラでのローラニプの動きをMmcr(θ)とすれば、ツインローラ形薄板
製造装置でのローラニプのギャップの動きは二つのローラニプの動きの差値Mdif
f(θ)=Mfcr(θ)-Mmcr(θ)となり、前記ローラニプのギャップの動きMdiff(θ)を
減少させることによって、薄板厚さをより一層精密に制御することが可能となる
。
したがって、本発明によるツインローラ形薄板製造装置での薄板厚さ制御方法
は、薄板厚さと実質的に関係があるローラニプのギャップの動きをローラバレル
の動きとジャーナルギャップの変化量Eで予測し、前記予測したローラニプのギ
ャップの動きをローラギャップの制御時に補償する。
上述した原理による薄板厚さ制御方法を図３を参照して詳細に説明する。
図３に図示するように、固定ローラ３１と可動ローラ３２のローラバレルの部
位に装着した二つの距離センサー３４、３５で、薄板製造中に、固定ローラ３１
と可動ローラ３２が回転する時のローラバレルの動きを表す信号Ｓ１、Ｓ２を各
々検出する。
同時に、ジャーナル間に装着される他の距離センサー３３で、固定ローラ３１
と可動ローラ３２のジャーナルギャップの動きＳ３を測定する。このジャーナル
ギャップの変化量Ｓ３は固定ローラ３１のジャーナルの動きと可動ローラ３２の
ジャーナルの動きを包含する値である。
そして、ローラバレルの動きを感知する距離センサー３４、３５から出力され
る信号Ｓ１、Ｓ２が、ローラニプの動きを予測するための資料で使用されるため
に、固定ローラ３１のローラバレルの動きＳlGfcr(θ+π)で、距離センサー３３
により検出したジャーナルギャップの動きＳ３Gj(θ)が減算機４４ａにより減算
された後、第１バッファー３６ａに貯蔵され、可動ローラ３２のローラバレルの
動きＳ２Gmcr(θ+π)はやはり減算機４４ｂにより前記距離センサー３３により
検出されたジャーナルギャップの動きＳ３Gj(θ)を減算した後、第２バッファー
３６ｂに貯蔵される。
すなわち、前記第１バッファー３６ａ及び第２バッファー３６ｂには、各々Gf
cr(θ+π)-Gj(θ)及びGmcr(θ+π)-Gj(θ)が貯蔵される。そして、E(θ+π)=Gg(
θ+π)-Gj(θ)であるので、各々Efcr(θ+π)及びEmcr(θ+π)になる。
そして、前記第１、２バッファー３６ａ、３６ｂに貯蔵された値は、各々１８
０度位相反転され、Efcr(θ)及びEmcr(θ)に出力した後で、加算機４５ａ、４５
ｂによりジャーナルギャップの動きＳ３Gj(θ)が加算される。すなわち、前記加
算機４５ａ、４５ｂから各々出力される信号Ｓ８、Ｓ９は、Efcr(θ)+Gj(θ)及
びEmcr(θ)+Gj(θ)として、結局ローラニプの動きMfcr(θ)及びMmcr(θ)になる
。
前記Mfcr(θ)及びMmcr(θ)が減算機４６でその差値が算出され、Mdiff(θ)が
出力される。
前記で、最終的にギャップトリム(trim)予測機３７に出力される信号Ｓ１０は
実際の固定ローラ３１のローラニプの動きと可動ローラ３２のローラニプの動き
によるローラニプのギャップの変化量である。
そして、上記ギャップトリム(trim)の予測機３７は、ローラニプのギャップの
変化量Ｓ１０を減少させる方向に薄板厚さの誤差補償信号を出力し、高速フーリ
エ（Fourier）変換部３８は、上記誤差補償信号をフーリエ（Fourier）変換し、
それから適当な差数の低周波成分だけを抽出してローラギャップ制御部４３に出
力される。ここで、適当な次数の低周波成分の例とは、１次高調波から次高調波
成分をいう。
固定ローラ３１には自体の動きを補整するアクチュエータ（actuator）がない
。したがって、薄板の厚さをより一層精密に制御するためには可動ローラ３２だ
けでなくローラが回転する時に発生する固定ローラ３１の動きをも考慮し、可動
ローラに装着したアクチュエータ（actuator）であるサーボバルブ４１を利用し
て補償される必要がある。このような脈絡で、前記ローラギャップトリム(trim)
予測機３７は、前記ローラニプギャップの変化量を最小とすることを目標とする
。このようなアルゴリズムが理想的に作用する場合、ローラニプの動きはなくな
り、これにともなって交流成分は消え、ローラギャップトリム(trim)予測機の積
分機に累積される入力信号もゼロに収斂される。これによって、積分機の発散が
防止される。
しかし、最終的にローラギャップトリム(trim)予測機３７から出力される補償
値Ｓ１１が高周波成分をもつならば、これはローラギャップ制御部４３の動作を
不安定にすることから望ましくない。このような場合に備え、本発明では高速フ
ーリエ（Fourier）変換を利用して補償信号Ｓ１１から適当な次数の低周波成分(
１次〜３次高調波)だけを抽出し、サーボ入力に使用する。
したがって、前記高速フーリエ（Fourier）変換部３８から出力される薄板厚
さ誤差補償信号Ｓ１１には高周波成分が除去され、高周波成分によりローラギャ
ップ制御部４３からアクチュエータ（actuator）サーボバルブ４１の制御が不安
定になることを防止できる。
前記ローラギャップ制御部４３に入力した薄板厚さ誤差の補償信号Ｓ９は、元
来のローラギャップ目標値Ｓ１２に加算されて、ここにチョック(chock)の間に
具備したローラギャップ測定センサー３９から出力されるローラギャップ測定値
Ｓ１３と比較され、PID制御機４０に出力される。PID制御機４０では、ローラギ
ャップ目標値Ｓ１２と上記制御部４２から出力されるローラギャップの変化によ
る厚さ補償値Ｓ１１を合せた値よりローラギャップ測定値Ｓ１２が大きければ、
ローラギャップが小さくなるようにサーボバルブ４１を制御し、前記ローラギャ
ッフ目標値Ｓ１２と前記制御部４２から出力されるローラニプの動きにともなう
厚さ補償値Ｓ１１を合せた値よりローラギャップ測定値Ｓ１３が小さければ、ロ
ーラギャップが大きくなるようにサーボバルブ４１を制御する。
このように、ローラニプの動きを予測するために使用されるデータは、ローラ
が回転する時、ジャーナルギャップの動きと距離センサーを利用して測定する固
定ローラと可動ローラバレルの動きで、本発明では、このように測定可能なジャ
ーナルギャップの変化量Ｓ３とローラバレルの動きＳ１、Ｓ２を利用してローラ
ニプギャップの変化量Ｓ１０を予測し、予測できたローラニプギャップの変化量
Ｓ１０を利用して補償する厚さ誤差補償信号Ｓ１１を生成する。
このように、本発明による厚さ制御方法は、従来の短所を補完し、ローラ偏心
だけでなく、ローラ回転時に現れるローラセンターの動きによるローラニプの動
きを予測し、このローラの偏心及びローラセンターの動きによって誘発されるロ
ーラニプの動きによる厚さの偏差を補償することにより、鋳造される薄板の厚さ
の偏差をより精密に制御でき、これにより、薄板の品質をより一層向上させるこ
とができる効果がある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a twin-roller type thin plate manufacturing apparatus for casting a thin plate directly from a molten metal, and more particularly to a twin-roller type thin plate manufacturing apparatus. Is a control apparatus for controlling a sheet thickness in a twin-roller type sheet manufacturing apparatus for predicting and compensating for a thickness deviation due to roller eccentricity and roller center movement so as to maintain a constant gap between rollers during sheet casting, and a control apparatus therefor. It relates to a control method. BACKGROUND OF THE INVENTION A twin roller type thin plate manufacturing apparatus is an apparatus for directly casting a thin plate 5 from a molten metal 3 by rotating casting rollers 1 and 2, and the thickness of the cast thin plate 5 is a gap between the rollers 1 and 2. That is, the roller is controlled by a roller nip as a minimum distance between the rollers 1 and 2. Therefore, in order to maintain the thickness of the thin plate 5 manufactured by the twin roller type thin plate manufacturing apparatus to be constant, the interval between the roller nips 46 corresponds to the thickness of the thin plate 5 to be manufactured. Need to be maintained. In order to control the thickness of a thin plate to a desired value, it is necessary to accurately measure the thickness of the thin plate. However, the conventional measuring method has the following problems because a contact sensor is used. Was. First, at the time of casting, since the temperature of the thin plate is high, it is impossible to directly measure the thickness of the thin plate using a contact sensor. Therefore, as shown in FIG. A contact sensor 45 is installed between the chocks 44 of 41 and 42, and the gap between the rollers 41 and 42 is measured by the contact sensor 45 to control the thickness of the thin plate. Generally, the gap between the rollers 41 and 42, that is, the thickness of the thin plate, means the distance of the roller nip 46 which is the minimum distance between the fixed roller 41 and the horizontally movable roller 42. Therefore, in the conventional method for measuring the thickness of a thin plate, the gap between the chocks which is not the actual roller gap is measured. Such a conventional measuring method indirectly measures the thickness of the thin plate. Means that. As described above, in the conventional thin plate manufacturing method for measuring the gap between the chock, the change of the roller gap due to the eccentricity of the roller generated at the time of processing and the vertical and horizontal movement of the roller due to the movement of the roller center during the rotation of the roller. There is a problem that it is not possible to grasp clearly, and as a result, the accuracy of the thin plate thickness control is reduced. In addition, the conventional roller eccentricity compensation (REC) system used to solve such a problem uses a repulsive force of the roller generated by the roller eccentricity during the rotation of the roller to reduce a thin plate thickness error. However, errors due to changes in casting speed not related to roller eccentricity, changes in roller gap, changes in molten metal height, and roller repulsion generated by skull mixed between rollers etc. There were difficult problems to compensate for. Further, the conventional roller eccentricity compensation system has no method capable of compensating a change in the thickness of the thin plate due to the movement of the roller center. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and has been developed by predicting and compensating for the deviation of the sheet thickness caused by the eccentricity of the roller and the movement of the roller center. It is an object of the present invention to provide a thin-roller thickness control apparatus and method for a twin-roller thin-plate manufacturing apparatus capable of maintaining a constant thickness of a thin plate to be manufactured and thereby improving quality. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for measuring a change amount between a fixed roller and a horizontally movable roller and a journal between the fixed roller and the horizontally movable roller. Sensors, a second sensor and a third sensor mounted near the barrel of the fixed roller and the movable roller to detect the movement of the barrel of the fixed roller and the movable roller; and the second sensor and the third sensor. A first subtractor and a second subtractor for subtracting the amount of change between the journals detected by the first sensor based on the movement of the barrel of the fixed roller and the movable roller detected by the sensor; and the first subtractor and the second subtractor. A control unit that processes a signal input from a subtracter, calculates a change amount of a roller nip, and removes a high-frequency component from the calculated signal; Composed of the roller gap control unit for controlling the roller gap by a signal input from. The controller stores a first buffer and a second buffer that store the output signals of the first and second subtractors, respectively, and that invert the phase by 180 degrees and output the signals, and the first and second buffers. A first adder and a second adder for adding the amount of change between journals sensed by the first sensor with the signals output in step (a), and a signal output from the first adder and the second adder, respectively. A fourth subtractor for subtracting and calculating a change amount of the roller nip, a gap trim predictor for receiving a signal output from the fourth subtractor and generating an error compensation signal, and a gap trim ( trim) A fast Fourier transform unit that performs Fourier transform on the error compensation signal output from the predictor and removes and outputs high-frequency components. A roller gap control unit configured to add the error compensation signal output from the fast Fourier transform unit and the target value of the roller gap, and to subtract a measured value of the roller gap; and a chock. If the target value of the roller gap measuring sensor for measuring the roller gap between the chocks and the error subtracted by the fifth subtractor is greater than the measured value, the roller gap is determined to be greater than the measured value. It is composed of a PID controller that outputs a control signal in the direction of increasing, if smaller, a roller gap in a direction of decreasing, and a servo valve that operates by a control signal from the PID controller and moves a movable roller. ing. Further, the thin plate thickness control method of the twin roller type thin plate manufacturing apparatus of the present invention measures the movement Gj (θ) of the journal of the fixed roller and the movable roller that can move horizontally and the movement Gg (θ + π) of the roller barrel. Predict the movement Mfcr (θ) of the roller nip of the fixed roller and the movement Mmcr (θ) of the roller of the movable roller from the step, the measured roller journal movement Gj (θ) and the measured roller barrel movement Gg (θ + π). Calculating the difference between the movement Mfcr (θ) of the roller nip of the fixed roller and the movement Mmcr (θ) of the roller nip of the movable roller to obtain a change amount Mdiff (θ) of the gap of the roller nip; And controlling the thickness of the thin plate in a direction that minimizes the amount of change Mdiff (θ). BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a general twin roller type thin plate manufacturing apparatus. FIG. 2 is a schematic view illustrating a sensor mounted on a twin-roller type sheet manufacturing apparatus according to the present invention so as to control the sheet thickness. FIG. 3 is a block diagram illustrating a thickness control loop according to a method of controlling a thin plate thickness in a twin roller type thin plate manufacturing apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a schematic view illustrating a mounting structure of a roller gap measuring sensor in a conventional thin plate thickness control device. DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Hereinafter, detailed description of the construction and operation of the present invention with reference to the drawings and accompanying. FIG. 2 illustrates a mounting structure of a sensor mounted on a twin-roller type thin plate manufacturing apparatus in order to control the thickness of the thin sheet according to the present invention. Reference numeral 12 denotes a movable roller that is a horizontally movable roller, 13 denotes a chock around the fixed roller 11 and the movable roller 12, 14 denotes a journal attached to the center of each of the fixed roller 11 and the movable roller 12, and 15 denotes a journal. A contact type distance sensor 16 for detecting the distance between the journal 14 of the fixed roller 11 and the movable roller 12, that is, the degree of movement of the journal 14, and a contact type distance sensor 16 mounted on a chock 13 for detecting a roller gap , 17 are roller nips between the fixed roller 11 and the movable roller 12, and 18 is a roller nip installed near the fixed roller 11. A non-contact distance sensor 19 for detecting the movement of the roller barrel 19 is a non-contact type distance sensor which is installed close to the movable roller 12 and detects the movement of the roller barrel. FIG. 3 is a block diagram showing an apparatus to which the thin plate thickness control method according to the present invention is applied. The apparatus includes a fixed roller 31, a movable roller 32 that is a movable roller, and a movable roller 32 between the fixed roller 31 and the movable roller 32. A distance sensor 33 for sensing the journal gap change amount S3, a distance sensor 34 for sensing the movement S1 of the roller barrel of the fixed roller 31, a distance sensor 35 for sensing the movement S2 of the roller barrel of the movable roller 32, After storing the output signal S4 of the subtractor 44a and the subtractor 44a for subtracting the change amount S3 of the journal gap detected by the distance sensor 33 by the movement S1 of the roller barrel of the fixed roller 31 detected by the distance sensor 34. The first buffer 36a that inverts the phase by 180 degrees and outputs it, and the distance sensor 35 A subtraction device 44b for subtracting the change amount S3 of the journal gap detected by the distance sensor 33 by the known movement S2 of the roller barrel of the movable roller 32, and a 180-degree phase after storing the output signal S5 of the subtraction device 44b. A second buffer 36b that is inverted and output, and adders 45a and 45b that add the journal gap change amount S3 by the distance sensor 33 with the signals S6 and S7 output from the first and second buffers 36a and 36b, respectively. , A subtractor 46 for subtracting the output signals S8 and S9 output from the adders 45a and 45b, respectively, and a gap trim (t rim) prediction for generating an error compensation signal from the output value (signal) S10 of the subtractor 46. After performing Fourier transform on the error compensation signal output from the gap trim predictor 37 and the gap A fast Fourier transform unit 38 which removes and outputs high frequency components in the region; an error compensation signal S11 from which the high frequency components output from the fast Fourier transform unit 38 are removed; and a target value S12 of the roller gap. , A subtractor 47 for subtracting the roller gap measurement value S13, a roller gap measuring sensor 39 mounted between the chock and measuring the roller gap between the chock, and the subtractor 47. When the target value S12 of the roller gap to which the error compensation S11 has been added by the comparison of the above is larger than the measured value S13, the control signal is output in the direction of increasing the roller gap, and in the direction of decreasing the roller cap if smaller. A controller that operates in accordance with a control signal from the PID controller 40 and moves the movable roller 32 to the left and right. Providing a valve 41. First, the basic principle of roller gap trim prediction for controlling the thickness of a thin plate according to the present invention will be described. In a twin-roller type thin plate manufacturing apparatus, the basic goal is to grasp the movement of the roller nip, but since the movement of the roller nip cannot be measured, the movement of the roller nip is predicted using measurable data. Will be. That is, when the fixed roller and the movable roller are rotating, the movement of the roller barrel is Gg (θ + π), the movement of the journal is Gj (θ), the movement due to the eccentricity appearing in the roller barrel is E (θ + π), and the roller nip is Assuming that the movement caused by the eccentricity is E (θ), the movement Gj (θ) of the journal gap and the movement Gg (θ + π) of the roller ballal when the roller rotates become measurable data. When the roller rotates, it is assumed that, when the movement of the roller is generally expressed, the movement induced by the eccentricity of the roller and the movement of the center of gravity of the roller appears in combination. The overall movement of the roller at the location of the roller barrel can generally be expressed as Gg (θ + π) + Gj (θ). In the combined operation, the roller barrel movement Gg (θ + π) is measured by the distance sensor 33, and the journal movement Gj (θ) can be measured by the distance sensors 34 and 35. The movement G (θ + π) of the roller ball has a phase difference of 180 degrees with the movement of the roller nip, and the movement Gj (θ) of the journal has the same phase as the movement of the roller nip. Further, the movement E (θ + π) of the roller barrel due to the eccentricity has a phase difference of 180 degrees from the amount of eccentricity in which the roller nip appears and cannot be measured. Accordingly, the movement E (θ) of the roller nip due to the eccentricity having a phase difference of 180 degrees from the movement E (θ + π) of the roller barrel due to the eccentricity also becomes an unmeasurable value. However, what is required to accurately control the thickness of the thin plate is the overall movement that appears in the roller nip. The overall movement M (θ) of such a roller nip is expressed by a value E (θ) + Gj (θ) obtained by adding the movement due to the eccentricity of the roller nip and the change amount of the journal gap. ) Is used to determine the measurable values Gg (θ + π) and Gj (θ). The roller barrel movement Gg (θ + π) at the time of measuring the journal movement Gj (θ) is caused by the journal movement Gj (θ) and the roller barrel movement E (θ + π) due to eccentricity. Therefore, when this is expressed by a mathematical formula, Gg (θ + π) = E (θ + π) + Gj (θ). From the above equation, the movement of the roller barrel due to the eccentricity is such that E (θ + π) is E (θ + π) = Gg (θ + π) -Gj (θ). That is, the movement E (θ + π) due to the eccentricity appearing in the roller barrel is calculated from the difference between the roller barrel movement Gg (θ + π) of a measurable value and the journal movement Gj (θ). At this time, if the movement E (θ + π) of the roller barrel due to the eccentricity is inverted by 180 degrees, the movement E (θ) of the roller barrel due to the eccentricity can be obtained. As a result, the overall movement value of the roller nip M (θ) = E (θ) + Gj (θ) can be obtained. Gj (θ) when M (θ) = E (θ) + Gj (θ) is obtained is Gj (θ) when Gg (θ + π) = E (θ + π) + Gj (θ) is measured. θ) is another value. The reason is that the time for calculating M (θ) = E (θ) + Gj (θ) is different from the time for measuring Gg (θ + π) = E (θ + π) + Gj. Therefore, in the process of calculating M (θ) = E (θ) + Gj (θ), Gj (θ) at the time of calculation is newly measured. By the same method as described above, if the determined movement of the roller nip of the fixed roller is Mfcr (θ) and the movement of the roller nip of the movable roller is Mmcr (θ), the movement of the gap of the roller nip in the twin roller type thin plate manufacturing apparatus is Is the difference value Mdif f (θ) = Mfcr (θ) −Mmcr (θ) of the movements of the two roller nips, and by reducing the movement Mdiff (θ) of the gap between the roller nips, the thickness of the thin plate can be more precisely adjusted. It becomes possible to control. Therefore, the method for controlling the thickness of the thin plate in the twin roller type thin plate manufacturing apparatus according to the present invention predicts the movement of the gap of the roller nip substantially related to the thickness of the thin plate by the movement E of the roller barrel and the change amount E of the journal gap, The predicted movement of the roller nip gap is compensated when controlling the roller gap. A method for controlling the thickness of a thin plate according to the above-described principle will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 3, two distance sensors 34 and 35 mounted on the roller barrel of the fixed roller 31 and the movable roller 32 are used to rotate the fixed roller 31 and the movable roller 32 during the production of a thin plate. Signals S1 and S2 representing the movement of the barrel are detected. At the same time, the movement S3 of the journal gap between the fixed roller 31 and the movable roller 32 is measured by another distance sensor 33 mounted between the journals. The journal gap change amount S3 is a value that includes the movement of the journal of the fixed roller 31 and the movement of the journal of the movable roller 32. Then, the signals S1 and S2 output from the distance sensors 34 and 35 that detect the movement of the roller barrel are used as materials for predicting the movement of the roller nip, so that the movement of the roller barrel of the fixed roller 31 SlGfcr ( (θ + π), the movement S3Gj (θ) of the journal gap detected by the distance sensor 33 is subtracted by the subtractor 44a, then stored in the first buffer 36a, and the movement S2Gmcr (θ + π) is also stored in the second buffer 36b after subtracting the journal gap movement S3Gj (θ) detected by the distance sensor 33 by the subtractor 44b. That is, Gf cr (θ + π) -Gj (θ) and Gmcr (θ + π) -Gj (θ) are stored in the first buffer 36a and the second buffer 36b, respectively. Then, since E (θ + π) = Gg (θ + π) -Gj (θ), they become Efcr (θ + π) and Emcr (θ + π), respectively. The values stored in the first and second buffers 36a and 36b are phase-inverted by 180 degrees and output to Efcr (θ) and Emcr (θ). The motion S3Gj (θ) is added. That is, the signals S8 and S9 respectively output from the adders 45a and 45b are expressed as Efcr (θ) + Gj (θ) and Emcr (θ) + Gj (θ), and eventually the roller nip movements Mfcr (θ) and Mmcr (θ). The difference between Mfcr (θ) and Mmcr (θ) is calculated by a subtractor 46, and Mdiff (θ) is output. The signal S10 finally output to the gap trim predictor 37 is the actual amount of change in the gap of the roller nip due to the movement of the roller nip of the fixed roller 31 and the movement of the roller nip of the movable roller 32. The gap trim predictor 37 outputs a thin plate thickness error compensation signal in a direction to decrease the change amount S10 of the gap of the roller nip, and the fast Fourier converter 38 outputs the error compensation signal. The signal is subjected to Fourier transform, and only a low frequency component having an appropriate difference number is extracted therefrom and output to the roller gap control unit 43. Here, an example of a low-frequency component of an appropriate order refers to a component from the first harmonic to the next harmonic component. The fixed roller 31 does not have an actuator for compensating its own movement. Therefore, in order to control the thickness of the thin plate more precisely, not only the movable roller 32 but also the movement of the fixed roller 31 generated when the roller rotates, an actuator (actuator) mounted on the movable roller is considered. It is necessary to compensate using the servo valve 41. In such a context, the roller gap trim predictor 37 aims to minimize the amount of change in the roller nip gap. When such an algorithm works ideally, the roller nip stops moving, the AC component disappears, and the input signal accumulated in the integrator of the roller gap trim predictor converges to zero. . This prevents divergence of the integrator. However, if the compensation value S11 finally output from the roller gap trim predictor 37 has a high frequency component, this is not desirable because the operation of the roller gap control unit 43 becomes unstable. In preparation for such a case, in the present invention, only low-frequency components (first to third harmonics) of an appropriate order are extracted from the compensation signal S11 using the fast Fourier transform and used for servo input. . Therefore, the high frequency component is removed from the thin plate thickness error compensation signal S11 output from the fast Fourier transform unit 38, and the control of the actuator servo valve 41 from the roller gap control unit 43 is not performed by the high frequency component. Stability can be prevented. The thin plate thickness error compensation signal S9 input to the roller gap control unit 43 is added to the original roller gap target value S12, and is output from the roller gap measurement sensor 39 provided between the rollers. Is compared with the measured roller gap value S13 and output to the PID controller 40. In the PID controller 40, if the measured roller gap value S12 is larger than the value obtained by adding the target roller gap value S12 and the thickness compensation value S11 due to the change in the roller gap output from the controller 42, the roller gap becomes smaller. If the roller gap measurement value S13 is smaller than the value obtained by combining the roller gap target value S12 and the thickness compensation value S11 associated with the movement of the roller nip output from the control unit 42, the roller gap becomes larger. The servo valve 41 is controlled so that As described above, the data used to predict the movement of the roller nip is, when the roller rotates, the movement of the journal roller and the movement of the fixed roller and the movable roller barrel measured using a distance sensor. The change amount S10 of the roller nip gap is predicted using the change amount S3 of the journal gap and the movements S1 and S2 of the roller barrel that can be measured in this way, and the change amount S10 of the roller nip gap that can be predicted is used. A thickness error compensation signal S11 to be compensated is generated. As described above, the thickness control method according to the present invention compensates for the disadvantages of the related art, predicts not only the eccentricity of the roller, but also the movement of the roller nip due to the movement of the roller center appearing during the rotation of the roller. By compensating for the thickness deviation due to the movement of the roller nip caused by the movement, the thickness deviation of the cast sheet can be controlled more precisely, and thereby the quality of the sheet can be further improved. There is.
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(72)発明者 キム ユン ハ
大韓民国 790―300 キョンサンブック−
ド，ポハング−シ，ナム−ク，ヒョジャ−
ドン，サン 32，リサーチ インスティチ
ュート オブ インダストリアル サイエ
ンス アンド テクノロジー
(72)発明者 リ ヒ ジョン
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(72)発明者 リ デ ソン
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【要約の続き】
ら高周波成分を除去する制御部と、上記制御部から入力
される信号によってローラギャップを制御するローラギ
ャップ制御部から構成される。上記制御部は、第１減算
機及び第２減算機の出力信号を各々貯蔵した後で、１８
０度位相反転して出力する第１バッファー及び第２バッ
ファーと、上記第１バッファー及び第２バッファーで各
々出力された信号で第１センサーによって感知されたジ
ャーナル間の変化量を加算する第１加算機及び第２加算
機と、上記第１加算機及び第２加算機から各々出力され
る信号を減算して、ローラニプの変化量を算出する第４
減算機と、上記第４減算機で出力される信号が入力され
て誤差補償信号を発生するギャップトリム(trim)予測機
と、上記ギャップトリム(trim)予測機から出力される誤
差補償信号をフーリエ（Fourier）変換して高周波成分
を除去して出力する高速フーリエ（Fourier）変換部か
らなる。ローラギャップ制御部は、前記高速フーリエ
（Fourier）変換部から出力される誤差補償信号とロー
ラギャップの目標値を加算し、ローラギャッブの測定値
を減算する第５減算機と、チョック（chock）に装着さ
れてチョック（chock）の間にローラギャップを測定す
るローラギャップ測定センサーと、上記第５減算機の比
較によって誤差補償分を加算したローラギャップの目標
値が測定値より大きければ、ローラギャップが大きくな
る方向に、小さければ、ローラギャップが小さくなる方
向に制御信号を出力するPID制御機と、上記PID制御機か
らの制御信号によって動作し、移動可能であるローラを
移動させるサーボバルブから構成されている。また、本
発明のツインローラ型薄板製造装置の薄板厚さ制御方法
は、固定ローラと水平移動可能な可動ローラのジャーナ
ルの動きGj(θ)とローラバレルの動きGg(θ+π)を測定
する段階、測定したローラのジャーナルの動きGj(θ)と
ローラバレルの動きGg(θ+π)から固定ローラのローラ
ニプの動きMfcr(θ)及び移動可能なローラのローラニプ
の動きMmcr(θ)を予測する段階、前記固定ローラのロー
ラニプの動きMfcr(θ)及び移動可能なローラのローラニ
プの動きMmcr(θ)の差を算出してローラニプのギャップ
の変化量Mdiff(θ)を求める段階、前記ローラギャップ
の変化量Mdiff(θ)を最小化させる方向で薄板厚さを制
御する段階とから構成される。────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Kim Yoon Ha
Republic of Korea 790-300 Gyeongsang Book
Do, Pohang-shi, Nam-ku, Hyoja-
Don, Sun 32, Research Institute
Sute of Industrial Saie
Technology and Technology
(72) Inventor Li Hee Jung
Republic of Korea 790-300 Gyeongsang Book
Do, Pohang-shi, Nam-ku, Hyoja-
Don, Sun 32, Research Institute
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Technology and Technology
(72) Inventor Li De Son
Republic of Korea 790-300 Gyeongsang Book
Do, Pohang-shi, Nam-ku, Hyoja-
Don, Sun 32, Research Institute
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Technology and Technology
[Continuation of summary]
Control unit that removes high-frequency components from the
The roller gear that controls the roller gap with the signal
It is composed of a cap control unit. The control unit performs the first subtraction
After storing the output signals of the subtractor and the second subtractor, respectively, 18
A first buffer and a second buffer that output a phase inversion of 0 degree.
Fur and the first and second buffers.
The sensor detected by the first sensor in the output signal
First adder and second adder for adding the amount of change between journals
Output from the first adder and the second adder.
The fourth signal for calculating the change amount of the roller nip by subtracting the signal
A subtractor and a signal output from the fourth subtractor are input.
Trim predictor that generates error compensation signal
Error output from the gap trim predictor
Fourier transform of difference compensation signal and high frequency component
Fourier transform unit that removes and outputs
Become. The roller gap control unit is provided with the high-speed Fourier
(Fourier) The error compensation signal output from the transformation unit and the low
Add the target value of Lagap and measure the roller gab
And a fifth subtraction machine that subtracts
Measure the roller gap between chocks
Ratio of the roller gap measurement sensor to the fifth subtractor
Roller gap target with error compensation added by comparison
If the value is larger than the measured value, the roller gap increases.
Direction, the smaller, the smaller the roller gap
PID controller that outputs a control signal to the
The movable roller is operated by these control signals.
It consists of a servo valve that moves. Also book
Thin-roller thickness control method for twin-roller thin-plate manufacturing apparatus of the present invention
Is a journal of fixed rollers and movable rollers that can move horizontally.
Measurement Gj (θ) and roller barrel movement Gg (θ + π)
And the measured roller journal movement Gj (θ)
Roller barrel movement Gg (θ + π)
Nip movement Mfcr (θ) and roller nip of movable roller
Estimating the movement Mmcr (θ) of the fixed roller,
Rani movement Mfcr (θ) and movable roller
Of the roller nip by calculating the difference between the
Determining the amount of change Mdiff (θ) of the roller gap
Thickness in the direction that minimizes the amount of change Mdiff (θ)
Control stage.